Potencial de membrana

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POTENCIAL DE MEMBRANA EM REPOUSO 
Esquema da separação de cargas
O que é?
Diferença de voltagem elétrica através da membrana plasmática celular
LIC
LEC
Axônio
Potencial de ação
POTENCIAL DE MEMBRANA EM REPOUSO 
Importância
Variações no potencial de repouso de membrana podem desencadear
potenciais de ação (sinal que leva a informação ao longo do sistema nervoso 
nos tecidos excitáveis)
Segmento 
axonal
Potencial de ação
Potencial de ação
Potencial de Ação
TECIDOS EXCITÁVEIS
Geram e conduzem (propagam) potenciais de ação
Células 
musculares
Neurônios
TRANSPORTADORES IÔNICOS
- Transportam ions ativamente contra gradiente de 
concentração
- Criam gradiente de concentração
- Permitem que os íons se difundam a favor do gradiente 
de concentração
- Apresentam permeabilidade seletiva a determinados íons
CANAIS IÔNICOS
POTENCIAL DE MEMBRANA EM REPOUSO 
Quais são os fatores determinantes?
1 - Gradiente de concentração iônico através da membrana
2 - Permeabilidade seletiva da membrana a determinados íons
- Criam gradiente de concentração
Na+
Na+
Na+
Na+
K+ Na+
Na+
K+
K+ 3 Na+
Difusão
BOMBA Na+/K+BOMBA Na+/K+
Na+
Na+
Na+
K+K+
K+
K+K+
Na+
Na+
K+
K+
BOMBA
Na+/K+
3 Na+
2 K+
Difusão
EXTERIORINTERIOR
POTENCIAL DE MEMBRANA EM REPOUSO 
Fatores determinantes: 
1 - Gradiente de concentração iônico através da membrana
Célula artificial
A membrana é impermeávelA A membrana é permeável 
somente ao K+
Difusão a favor do 
B
Difusão a favor do 
gradiente de 
concentração
C
Gradiente elétrico do K+
Gradiente de concentração
do K+
O lado interno da célula desenvolve
um potencial de membrana negativo
Equilíbrio eletroquímico
Potencial de equilíbrio
Força de concentração = Força elétrica
Membrana somente permeável ao K+
POTENCIAL DE MEMBRANA EM REPOUSO 
EK+ = 
[5mM]
[150mM]
logEíon = 61,54
(íon) e
(íon) i
log
EQUAÇÃO DE NERST
Cálculo matemático do 
potencial de equilíbrio
61,54
Gradiente de 
concentração do K+
Gradiente elétrico do K+
Potencial de equilíbrio
EK+ = - 90mV
Onde:
61,54 é uma combinação de várias constantes
mais a temperatura;
(íon) é a concentração de íons dentro e fora da célula
POTENCIAL DE MEMBRANA EM REPOUSO 
EQUAÇÃO DE NERST
Gradiente de concentração 
iônico entre o LIC e o LEC
Fatores determinantes: 
1 - Gradiente de concentração iônico através da membrana
Potencial de equilíbrio
EK+ = - 90mV
ENa+ = + 60mV
ECl- = - 70mV
DentroDentro
mais K+, proteína 
(anion)
Fora:Fora:
mais Namais Na++, Cl, Cl--
POTENCIAL DE MEMBRANA EM REPOUSO 
Fatores determinantes: 
2. Permeabilidade seletiva da membrana a determinados íons 
Equação de Goldman
Considera ambos os gradientes de 
concentração e a permeabilidade 
V = 61,54
PK[K]e + PNa[Na]e + PCl[Cl]ilog
PK[K]i + PNa[Na]i + PCl[Cl]e
concentração e a permeabilidade 
relativa da célula a cada íon.
Voltagem através da membrana
POTENCIAL DE MEMBRANA EM REPOUSO 
As células são ≈ 40 vezes mais permeáveis ao K+
V = -70mV
E = -90mV
Potencial de membrana em repouso das células 
é mais próximo ao 
Potencial de equilíbrio
EK+ = - 90mV
ENa+ = + 60mV
ECl- = - 70mV
• Canais passivos
Mudanças na permeabilidade iônica
ALTERAÇÕES DE POTENCIAL DE MEMBRANA
• Canais controlados
Mecano-dependentes
Ligando-dependentes
Voltagem-dependentes
NeurônioNeurônio SensorialSensorial
1. Na presença de estímulo1. Na presença de estímulo
Sequência de eventos que resultam na Sequência de eventos que resultam na 
transmissão do estímulo dolorosotransmissão do estímulo doloroso
Limiar
Conceito de Limiar de Excitabilidade:
É o potencial de membrana no qual um
número suficiente de canais de Na+
voltagem dependentes se abrem, de 
forma que a permeabilidade iônica 
relativa da membrana favorece a 
entrada de Na +
2. 2. DesencadeiaDesencadeia um um PotencialPotencial de de AçãoAção --
Sequência de eventos que resultam na Sequência de eventos que resultam na 
transmissão do estímulo dolorosotransmissão do estímulo doloroso
NeurônioNeurônio SensorialSensorial
São sempre iguais em tamanho e duração
NeurônioNeurônio SensorialSensorial
3. 3. PropagaçãoPropagação do do PotencialPotencial de de AçãoAção
Sequência de eventos que resultam na Sequência de eventos que resultam na 
transmissão do estímulo dolorosotransmissão do estímulo doloroso
NeurônioNeurônio SensorialSensorial
Alterações de potencial de membrana que podem ocorrer 
nas células
Potential Graduado Potential de AçãoCaracteristica
Variável Sempre a mesma (tudo ou nada)Amplitude
Variável (depende do 
estímulo)
Alteração rápida de membranaDuração
Químico ou mecânico-
dependente
Voltagem-dependenteCanais
Com decremento Sem decrementoCondução
Nenhum Absoluto (não há novos PA); 
Refratório (PA apenas com estímulos 
mais intensos)
Período refratório
Despolarização ou 
hiperpolarização
Despolarização, seguida por 
repolarização e hiperpolarização
Alteração da 
voltagem da 
membrana
Dendritos, soma axônio, músculoLocalização
Não propagável PropagávelPropagação
POTENCIAL DE AÇÃO
P
o
t
e
n
c
i
a
l
 
d
e
 
m
e
m
b
r
a
n
a
 
(
m
V
)
Despolarização
Na + entra
Repolarização
K + sai
Potencial de Ação
• Sinal que leva a informação ao longo do sistema nervoso
• Mudanças no potencial da membrana que ocorrem quando canais voltagem-dependentes se abrem,
alterando a permeabilidade ao sódio e ao potássio
• São sempre iguais em tamanho e duração
P
o
t
e
n
c
i
a
l
 
d
e
 
m
e
m
b
r
a
n
a
 
(
m
V
)
Hiperpolarização
Limiar
Estímulo Potencial de membrana de repouso
Tempo (ms)
NA+
LEC
LIC LIC 
Potencial de Potencial de 
MembranaMembrana
IntraIntra--celularcelular
Fora Fora
Despolarização: canais
de Na+ se abrem
2 Repolarização: canais de Na
+
se fecham e de K+ se abrem
3
P
e
r
m
e
a
b
i
l
i
d
a
d
e
 
r
e
l
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v
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m
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m
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P
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c
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d
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m
e
m
b
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a
n
a
 
(
m
V
)
Potencial de Ação
Dentro
Canal 
de Na + 
fecha Canal 
de K + abre
POTENCIAL DE AÇÃO
Dinâmica da abertura e fechamento dos canais voltagem dependentes
Canal 
de Na+ 
Canal 
de K+
Membrana
plasmática
Repouso: canais de Na+ e K+ estão 
fechados
Comporta de 
Inativação 
Comporta 
de 
ativação 
Fora
1
Hiperpolarização: canais de
K+ permanecem abertos e 
de Na+ fechados
4
Tempo (ms)
P
e
r
m
e
a
b
i
l
i
d
a
d
e
 
r
e
l
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a
 
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m
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m
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P
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c
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l
 
d
e
 
m
e
m
b
r
a
n
a
 
(
m
V
)
Limiar
Canal 
de Na + 
abre
Mas qual seria a importância da 
existência de comportas de 
ativação e inativação?
Fenômeno conhecido como 
período refratário
Período refratário
Período no qual a membrana não responde normalmente a estímulos adicionais
• ABSOLUTO
Período em que 
um novo PA não 
pode ser iniciado
P
o
t
e
n
c
i
a
l
 
d
e
 
m
e
m
b
r
a
n
a
 
(
m
V
)
Despolarização
Na + entra
Repolarização
Potencial de Ação
Absoluto Relativo
pode ser iniciado
• RELATIVO
Período em que 
um novo PA só 
pode ser iniciado 
por um estímulo 
mais intensoP
o
t
e
n
c
i
a
l
 
d
e
 
m
e
m
b
r
a
n
a
 
(
m
V
)
Repolarização
K + sai
Hiperpolarização
Limiar
Estímulo Potencial de membrana de repouso
Tempo (ms)
Período refratário
Período no qual a membrana não responde normalmente a estímulos adicionais
• ABSOLUTO
Os canais de Na+
voltagem
dependentes estão
abertos ou inativos e 
os de K+ se abrem
P
o
t
e
n
c
i
a
l
 
d
e
 
m
e
m
b
r
a
n
a
 
(
m
V
)
Despolarização
Na + entra
Repolarização
Potencial de Ação
Absoluto Relativo
os de K+ se abrem
• RELATIVO
Alguns canais de 
Na+ voltagem
dependentes ainda
estão inativos, e 
alguns canais de K+
ainda estão abertos, 
embora a maioria
deles estejam
fechados P o
t
e
n
c
i
a
l
 
d
e
 
m
e
m
b
r
a
n
a
 
(
m
V
)
Repolarização
K + sai
Hiperpolarização
Limiar
Estímulo Potencial de membrana de repouso
Tempo (ms)
Condução do Potencial de AçãoCondução do Potencial de Ação
Pedras de 
dominó caindo 
em seqüência
Eletrodos
Direção da condução
Tempo
Potencial 
de Ação
Condução 
do Potencial 
de Açãode Ação
VELOCIDADE DE CONDUÇÃO DO PA
a) Diâmetro do Neurônio
Maior calibre →→→→ + velocidade
b) Mielinização
� + rápida
� economiza energia
Proprioceptores
Músculos
Esqueléticos
Mecanorrecptores
Da Pele
Dor
Temperatura
Dor,
Temperatura,
Vibração
PROPAGAÇÃO DO PA EM FIBRAS MIELINIZADASPROPAGAÇÃO DO PA EM FIBRAS MIELINIZADAS
Nódulo de Ranvier
Bainha de 
mielina
Despolarização
Nódulo Nódulo
Corrente se espalha e a 
condução fica lenta
Corrente se espalha e a 
condução fica lenta